[发明专利]结合嵌入电极与钝化层结构的InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种结合嵌入电极与钝化层结构的InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器，其特征在于，由下至上依次包括：Si衬底、AlN/AlGaN/GaN 缓冲层、u-GaN/AlN/u-GaN/SiN_x/u-GaN 缓冲层、n-GaN 缓冲层、InGaN /GaN超晶格层、InGaN/GaN多量子阱层；所述InGaN/GaN多量子阱层具有凹槽结构，所述InGaN/GaN多量子阱层的台面及凹槽有Si₃N₄钝化层，所述Si₃N₄钝化层的凹槽内有第一金属层电极，其截面为半圆形，所述Si₃N₄钝化层的台面有第二金属层电极；

所述结合嵌入电极与钝化层结构的InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器的制备方法，包括以下步骤：

（1）用 MOCVD 在Si 衬底上生长AlN/AlGaN/GaN 缓冲层、u-GaN/AlN/u-GaN/SiN_x/u-GaN缓冲层、n-GaN 缓冲层、 InGaN /GaN超晶格层及InGaN/GaN多量子阱层；

（2）将步骤（1）得到的InGaN/GaN多量子阱层进行ICP刻蚀，获得凹槽结构；

（3）将步骤（2）得到的具有凹槽结构的InGaN/GaN多量子阱层，进行PECVD沉积Si₃N₄钝化层；

（4）将步骤（3）得到的Si₃N₄钝化层光刻，首先匀胶，并烘干，然后进行曝光,并显影，最后经过氧离子处理；

（5）将步骤（4）得到的Si₃N₄钝化层的凹槽和台面进行蒸镀，先蒸镀Ni后蒸镀Au，取出后用电阻加热法对金属电极进行局部加热，使其截面形状变为半圆形，并清洗得到InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器。

2.根据权利要求1所述的结合嵌入电极与钝化层结构的InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器，其特征在于，所述Si衬底的厚度为520~530 μm；所述AlN/AlGaN/GaN 缓冲层包括AlN层、AlGaN层、GaN层，所述AlN层的厚度为300~400 nm、AlGaN层的厚度为600~700 nm、GaN层的厚度为300~400 nm；

所述u-GaN/AlN/u-GaN/SiN_x/u-GaN 缓冲层包括第一u-GaN层、AlN层、第二u-GaN层、SiN_x层、第三u-GaN层，所述第一u-GaN层的厚度为300~400 nm、AlN层的厚度为200~300 nm、第二u-GaN层的厚度为300~400 nm、SiN_x层的厚度为400~600 nm、第三u-GaN层的厚度为300~400 nm；

所述n-GaN 缓冲层的厚度为2~3 μm；

所述InGaN /GaN超晶格层的厚度为500~600 nm，且为交替排列结构，所述 InGaN/GaN多量子阱层的厚度为170~340 nm；

所述Si₃N₄钝化层的厚度为5~20 nm。

3.根据权利要求1所述的结合嵌入电极与钝化层结构的InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器，其特征在于，所述第一金属层电极和第二金属层电极为Ni/Au金属层电极，所述Ni/Au金属层电极包括Ni金属层和Au金属层，所述Ni金属层的厚度分别为70~90nm，所述Au金属层的厚度分别为70~90nm。

4.根据权利要求1所述的结合嵌入电极与钝化层结构的InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器，其特征在于，所述InGaN/GaN 多量子阱层为以一层GaN上叠加一层InGaN的形式，周期为9~12，所述GaN 厚度为13~18 nm，InGaN厚度为6~10 nm。

5.根据权利要求1所述的结合嵌入电极与钝化层结构的InGaN/GaN多量子阱蓝光探测器，其特征在于，所述第一金属层电极和第二金属层电极为叉指结构电极；所述第一金属层电极和第二金属层电极交替排列。